正弦波振荡电路的设计与分析

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1、塔里木大学信息工程学院课程设计2014届《通信原理》课程设计《正弦波振荡电路的设计与分析》课程设计说明书学生姓名张永良学号5021211107所属学院信息工程学院专业通信工程班级通信工程15-1指导教师姚娜教师职称讲师塔里木大学教务处制第1页共14页塔里木大学信息工程学院课程设计目录前言1工程概况1正文23.1设计的目的和意义23.1.1设计目的23.2克拉泼电容三点式振荡电路的基本原理23.2.1振荡器组成原则23.2.2电路原理及分析33.2.3改进型电容三点式（克拉泼振荡器）53.2.4克拉泼振荡器的电路分析53.2.5克拉泼振荡器的起振条件63.2.6克拉泼振荡器的振荡频率63.2.7

2、克拉泼振荡器的电容参数影响73.3设计方法和内容83.3.1电容三点式和改进型电容三点式仿真比较83.3.2克拉泼振荡器电容参数改变对波形的影响93.4结论10致谢10参考文献：11第11页共13页塔里木大学信息工程学院课程设计前言振荡器用于产生一定频率和幅度的信号，它不需要外加输入信号的控制，就能自动的将直流电能转化为所需要的交流能量输出。振荡器的种类很多，根据产生振荡波形的不同，可分为正弦波振荡器和非正弦波震荡器。正弦波振荡器从组成原理来看，可分为反馈振荡器和负阻振荡器。正弦波振荡器的作用是产生频率稳定、幅度不变的正弦波输出。以LC谐振回路作为选频网络的反馈振荡器称为LC正弦振荡器。三点式

3、振荡器属于LC振荡器的一种，由于电容三点式频率调节不便引起电路工作性能的不稳定使该电路只适宜产生固定频率的振荡，所以选择了改进型电容三点式（克拉泼电路），即在电容三点式电路的基础上，在谐振回路的电感支路上串联一个可调电容。此次设计的电路是建立在反馈电路基础之上的，在熟悉了改进型电容三点式的原理下，对电路进行仿真，由输出波形比较它们的不同，最后得出可调电容的值越大，振荡频率稳定度越高。振荡器在现代科学技术领域有着广泛的应用，例如，在无线电通信、广播、电视设备中来产生所需要的载波和本机振荡信号；在电子测量仪器中用来产生各种频段的正弦信号。工程概况此次课程设计是在multisim软件下对改进型电容三

4、点式克拉泼电路的输出波形进行仿真。由于振荡器的种类很多，适用的范围也不相同，但它们的基本原理都是相同的，都由放大器和选频网络组成，都要满足起振，平衡和稳定条件。本次课程设计要求振荡器的输出频率为10Mhz，属于高频范围。所以选择LC振荡器作为参考对象，再考虑输出频率和振幅的稳定性，最终选择了克拉泼振荡器。此次可设用了两周的时间，对改进型电容三点式克拉泼电路进行仿真，发现了克拉泼电路的优缺点。正文3.1设计的目的和意义3.1.1设计目的熟悉multisim软件，运用软件里的一些元器件连接电路图，完成课程设计：改变型电容三点式（克拉泼电路）设计仿真。1.对改进型电容三点式（克拉泼电路）进行输出波形

5、仿真，并分析。第11页共13页塔里木大学信息工程学院课程设计3.调节可变电容的值，观察输出波形的变化，并与实际理论值进行比较。3.1.2设计意义设计的改进型电容三点式电路克服了电容三点式电路的频率高的缺点，在实际应用中的范围更加广泛。3.2克拉泼电容三点式振荡电路的基本原理3.2.1振荡器组成原则电容反馈式振荡电路的基本电路就是通常所说的三端式（又称三点式）的振荡器，即LC回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而成的电路，如图3-2-1所示。由图可见，除晶体管外还有三个电抗元件X1、X2、X3，它们构成了决定振荡器频率的并联谐振回路，同时构成了正反馈所需的网络，为此根据振荡器组成原则，三端式

6、振荡器有两种基本电路，如图3-2-1所示。图2-0中X1和X2为容性，X3为感性，满足三端式振荡器的组成原则，反馈网络是由电容元件完成的，称电容反馈振荡器（a）（b）图3-2-1三端式振荡器基本电路电路由放大电路、选频网络、正反馈网络组成。总体设计方案框图如下：选频网络放大电路反馈网络图3-2-2电容反馈式振荡电路设计框图三点式LC正弦波振荡器的组成法则是：与晶体管发射极相连的两个电抗元件应为同性质的电抗，而与晶体管集电极—基极相连的电抗元件应与前者性质相反。也就是说上图（b）中、与的性质必须相反振荡器才能起振。第11页共13页塔里木大学信息工程学院课程设计3.2.2电路原理及分析电容反馈式电

7、路工作原理及分析图3-2-3（a）是电容三点式电路一种常见形式,（ｂ）是其高频等效电路。图中Ｃ1、Ｃ3是回路电容,Ｌ1是回路电感,Ｃ2和Ｃ5分别是高频旁路电容和耦合电容。一般来说,旁路电容和耦合电容的电容值至少要比回路电容值大一个数量级以上。有些电路里还接有高频扼流圈,其作用是为直流提供通路而又不影响谐振回路工作特性。对于高频振荡信号,旁路电容和耦合电容可近似为短路,高频扼流圈可近似为开路。（a）